第三章吸附等溫線

n=f(T，p，E)n=f(T，p)溫度確定氧氣在活性炭上吸附等溫線3.1吸附等溫線的類型等溫線的形態(tài)反應(yīng)了固體表面性質(zhì)、孔結(jié)構(gòu)和氣－固分子之間的作用力的特性。Ⅰ型等溫線化學(xué)吸附，單分子層，極限吸附量微孔吸附劑，孔填充超臨界吸附Ⅱ型和Ⅲ型等溫線無(wú)孔固體，開放表面，表面覆蓋機(jī)理Ⅳ和Ⅴ型等溫線中孔凝合Ⅵ類等溫線勻整表面，每一臺(tái)階相當(dāng)于吸滿一層分子3.2吸附的經(jīng)典理論

Henry方程Freundlich方程單分子層吸附理論?Langmuir方程多分子層吸附理論?BET方程毛細(xì)孔凝合理論?Kelvin方程微孔填充理論?DR方程3.2.1Henry方程吸附量與平衡壓力滿足過(guò)原點(diǎn)的線性關(guān)系n=kpk是Henry常數(shù)3.2.2Freundlich方程Henry方程的擴(kuò)展n=kp1/m當(dāng)m＝1時(shí)回來(lái)Henry方程線性形式lgn=lgk+(1/m)lgp3.2.3單分子層吸附理論-Langmuir

方程（Langmuir，1916）基本觀點(diǎn)Langmuir方程建立的3個(gè)假設(shè)開放表面，均一表面定位吸附一個(gè)吸附位只容納一個(gè)吸附質(zhì)分子

Langmuir方程線性形式應(yīng)用與局限3.2.4多分子層吸附理論-BET方程

（Brunaueretal,1938）基本觀點(diǎn)BET方程建立的幾個(gè)假設(shè)：

*志向表面，定位吸附

*第一層的吸附熱是常數(shù)，其次層以

后各層的吸附熱都相等并等同于凝

聚熱

*吸附是無(wú)限層

多分子層吸附模型

θ0θ1θ2θ3

氣體分子在第零層上吸附形成第一層的速度等于第一層脫附形成第零層的速度：┆為了簡(jiǎn)化方程，BET引進(jìn)兩個(gè)假設(shè)：

假設(shè)1：

假設(shè)2：

方程的推導(dǎo)其中，

，對(duì)(1)式進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，即得

BET方程（1）BET方程對(duì)Ⅱ型和Ⅲ型等溫線的說(shuō)明C>1時(shí)，即E1>El，Ⅱ型等溫線C較小時(shí)，即E1>El，Ⅲ型等溫線探討表明(Jones，1951)：C＝2是臨界點(diǎn)BET方程計(jì)算比表面積BET方程的線性形式p/p0在0.05-0.35之間成立ACF炭紙關(guān)于am的幾點(diǎn)說(shuō)明各種吸附質(zhì)分子的占有面積BET方程的局限性關(guān)于表面均一性的假設(shè)忽視同層分子之間的作用力關(guān)于E1是常數(shù)的假設(shè)BET方程的改進(jìn)

N層吸附BET方程為：3.2.5毛細(xì)孔凝合理論-Kelvin方程設(shè)一單組分體系，處于氣（）液（）兩相平衡中。此時(shí)，氣液兩相的化學(xué)勢(shì)相等：假如給其一個(gè)微小的波動(dòng)，使得體系在等溫條件下，從一個(gè)平衡態(tài)變更至另一個(gè)平衡態(tài)。則依據(jù)（12）式有：(13)(14)將（13）式帶入上式得到：

因此，（14）式可以寫做：

(15)Kelvin方程：

關(guān)于Kelvin方程的幾點(diǎn)說(shuō)明*Kelvin方程給出了發(fā)生毛細(xì)孔凝合現(xiàn)象時(shí)孔尺寸與相對(duì)壓力之間的定量關(guān)系*毛細(xì)孔凝合與多分子層吸附不是兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程*關(guān)于Kelvin半徑Kelvin方程對(duì)Ⅳ和Ⅴ型等溫線的說(shuō)明發(fā)生毛細(xì)孔凝合時(shí)孔尺寸與相對(duì)壓力的關(guān)系（77KN2吸附）r(nm)p(tor)p/p01251020252974756306917257320.3910.6250.8290.9090.9540.963吸附滯后現(xiàn)象球形圓柱形幾種常見的吸附回線E類回線：典型的例子是具有“墨水瓶”結(jié)構(gòu)的孔。如在r處凝合：如在R處凝合：＜＞3.2.6Polanyi吸附勢(shì)理論吸附勢(shì)ε將1mol氣體從主體相吸引到吸附空間（吸附相）所作的功。吸附空間剖面圖吸附勢(shì)的計(jì)算公式：假如吸附溫度遠(yuǎn)低于氣體的臨界溫度，設(shè)氣體為志向氣體，吸附相為不行壓縮的飽和液體，則吸附勢(shì)可表示為：吸附相體積對(duì)吸附勢(shì)的分布曲線具有溫度不變性。特征曲線活性炭吸附CO2的特征曲線為什么Polanyi吸附勢(shì)理論不能用于超臨界吸附？3.2.7微孔填充理論和DR方程微孔內(nèi)的勢(shì)場(chǎng)

表面覆蓋(surfacelayering)

微孔填充(porefilling)D-R方程DR標(biāo)繪~DA方程